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1、1发电机定子冷却水系统大容量汽轮发电机常用的冷却介质为氢气和水，这是因为氢气和水具有优良的冷却性能。氢气和空气、水与油之间的冷却性能相互比较，如表2-7所示（以空气的各项指标为基准）。表2-7氢气和空气、水与油之间的冷却性能表介质比热密度所需流量冷却效果空气 1.0 1.0 1.0 1.0氢气(0. 414MPa) 14.35 0.35 1.0 5.0油 2.09 0.848 0.012 21.0水 4.16 1.0 0.012 50.0定子冷却水系统的主要功能是保证冷却水（纯水）不间断地流经定子绕组内部，从而将部分由于损耗引起的热量带走，以保证温升（温度）负荷发电机的有关要求。同时，系统还必
2、须控制进入定子线圈的压力、温度、流量、温度、水的导电度等参数，使之符合相应的规定。水内冷绕组的导体既是导电回路又是通水回路，每个线棒分成若干组，每组内含有一根空心铜管和数根实心铜线，空心铜管内通过冷却水带走线棒产生的热量。到线棒出槽以后的末端，空心铜管与实心铜线分开，空心铜管与其他空心铜管汇集成型后与专用水接头焊好，由一根较粗的空心铜管与绝缘引水管连接到总的进（或出）汇流管。冷却水由一端进入线棒，冷却后由另一端流出，循环工作，不断地带走定子线棒产生的热量。对发电机定子冷却水水质的特殊要求： (l)冷却水应当透明、纯洁、无机械杂质和颗粒； (2)冷却水的导电度正常运行中应当小于0.5S/cm。过
3、大的导电度会引起较大的泄漏电流，从而使绝缘引水管老化，还会使定子相间发生闪络； (3)为防止热状态下造成冷却管内壁结垢，降低冷却效果，甚至堵塞，应当控制水的硬度不大于10g/L; (4) NH3浓度越低越好，以防腐蚀铜管； (5) pH值要求为中性，规定在68之间； (6)为防止发电机内部结露，对应于氢气进口温度，定子水温也应当大于一定值。一般规定在4046。为达到上述要求，一般采用凝结水或除盐水作为水源，并设有连续运行的树脂型离子交换器系统，以保证运行中的水质。定子冷却系统供发电机定子绕组冷却，采用闭式独立水系统并采用集装式结构。2系统主要工作流程(见图2-22) 系统初始充水，一次所需水量
4、约为4200L，其中水箱存水量约为1100L。系统运行时，这些水在系统内部不断循环。只有因系统排污等原因引起水箱水位下降时，才需要向系统中补水。补水进入系统的压力控制在0.20.7MPa之间，补水流量不高于250L/min。当外部补水压力高于0.20.7MPa时，应减压至系统所需的补水压力值。补水过程中，应注意观察水箱水位变化，补充进入系统中的水先经过离子交换器(进入离子交换器的水压不得高于0.6MPa)，然后再进入水箱，再由水箱进入水泵、冷却器等主循环回路。图2-22 系统工作流程图系统中的水是由水泵驱动进行循环的。系统中设置有两台水泵，一台工作，一台备用。备用泵按压力下降值整定启动点，即工
5、作泵的输出压力低至某一数值时，备用泵自启动投入运行，从而保证冷却水不间断地流经发电机定子绕组，带走热量。系统中设置有两台冷却器，正常运行时一台工作，一台备用（特殊情况下，也可两台同时投入运行）。冷却器的作用是让冷却水吸收的热量进行热交换，由另外的水源（普通冷却用水，又称循环水）将热量带走。发电机定子绕组出水的温度随发电机负荷而变化，最高可达73甚至更高，而进入定子绕组的水温希望稳定在(453)的范围之内。为此，系统中设置有自动调节水温的气动温度调节阀。温度调节阀为三通式阀门，它不改变定子冷却水的总流量，而只是控制其流经冷却器和旁路的流量比，从而使调节阀下游端，也即进入发电机定子绕组的冷却水温度
6、稳定在整定值，温度信号测点来自调节阀下游管路。气动温度调节阀上电气定位器接收的调节信号来自电厂中控室DCS的电信号。正常运行期间，整个系统中的冷却水必须保持高纯度，其中电导率不高于0.5S/cm。为此，在温度调节阀出口端设置一条旁路管道，使系统中的部分冷却水经这一旁路管流人离子交换器进行净化，净化后这一部分水的电导率可高达0.2Scm左右，之后再流回水箱。冷却水进入定子绕组的计算压力为196kPa，为保证这一压力稳定，系统中设置有气动压力调节阀。它主要是通过阀门开度的变化来调节阀门下游端的压力，使之稳定在整定值，压力信号取自调节阀下游管路上的压力变送器。气动压力调节阀上电气定位器接收的调节信号
7、也来自电厂中控室DCS的电信号。系统中设置的主过滤器用以滤除水中的机械杂质，Y型拦截器是冷却水进入定子线圈之前的最后一道滤网。在发电机内部，冷却水从进水接口管进入，依次经进水端集水环（即汇流管）绝缘引水管、空心铜线、出水端绝缘引水管、集水环（汇流管）至出水接口管流出，然后回至水箱。水箱水位、水泵输出压力、主过滤器进、出口压差、进水压力、温度、电导率、流量、回水温度等各种运行参数均设有专用表计进行监视，重要参数超限时发出报警或保护动作信号。 3对大容量水氢氢冷汽轮发电机定子绕组水冷系统的基本要求 (1)供给额定的定子绕组冷却水流量。 (2)控制进入定子绕组的冷却水温度达到要求值。 (3)保持高质
8、量的冷却水质（凝结水）。一般要求冷却水的电导率低于5S/cm（S为西门子），最高不大于10s/cm (25时)，否则应停机。 4发电机内冷水质量标准发电机内冷水处理在防止电力生产重大事故二十五项重点要求中规定，200MW及以上机组不采用添加缓蚀剂的方式。国外发电机内冷水有两种处理方式，一种与我国相似，采用中性工况处理，另一种采用碱性工况处理，如表2-8所示。表2-8我国发电机内冷水质量标准比较 5发电机内冷水水质指标之间的关系 (1)水的纯度。水的纯度是指的是内冷水中所含杂质的大小，一般用电导率来表示。铜的腐蚀溶解速度会随水的纯度的增加而降低，在同样的条件下，较纯的水中铜的腐蚀速度较小。 (2
9、)水的pH值对铜的腐蚀速度有明显的影响。水的pH值在中性及弱碱性范围时，铜表面的初始氧化亚铜膜能够稳定存在，并且还可能生成固相的碱式碳酸铜。水的pH值在弱酸性范围时，铜表面就很难有稳定的表面膜存在。水的pH值在酸性范围时，铜表面膜溶解，铜腐蚀很大。 (3)水的溶解氧。铜的腐蚀速度随着溶解氧的含量增大而增大，到了一定的含量后如果继续增大溶解氧的含量，铜的腐蚀速度又会趋于降低。但在有氧时，铜的腐蚀速度总比无溶解氧时高。溶解氧4mg/kg(至少1mg/kg)可使铜表面膜在一定的腐蚀速率下稳定，不会因溶解氧量变动而大幅波动。 (4)水中溶解二氧化碳的含量。二氧化碳会破坏铜管表面的初始氧化膜，生成的碱式碳酸铜在水流的冲刷下也容易剥落，随着水中二氧化碳含量增大，铜的腐蚀溶解速度也随着增大。 (5)水的温度。冷却水的温度升高有利于铜表面钝化膜的形成，不利于铜氧化物的溶解。水氢氢冷发电机定子绕组的水冷系统都大同小异。其基本组成是：一只水箱、两台100%互为备用的冷却水泵、两只100%的冷却器、两只过滤器、一至两台离子交换树脂混床（除盐混床）、进入定子绕组的冷却水的温度调节器以及一些常规阀门和监测仪表。
